專利名稱：一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種中頻感應(yīng)加熱線圈，特別是一種用于對復(fù)合金屬材料進(jìn)行壓力焊接前將其均勻加熱的新型中頻感應(yīng)加熱線圈。
背景技術(shù)：
在不銹鋼(鐵)復(fù)合煲底制造工藝中，采用摩擦壓力機(jī)對復(fù)合金屬煲底進(jìn)行壓力焊接是一種較為先進(jìn)的焊接技術(shù)。在焊接的過程中必須先將復(fù)合煲底均勻加熱到工藝要求值(稱為焊前加熱)，再置于大噸位(一般在500噸-2500噸之間)摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行壓力焊接，使各層金屬通過自身的分子力作用緊緊粘接在一起。其特點是不需要焊料和焊劑，且焊接質(zhì)量遠(yuǎn)高于采用焊料焊劑的焊接工藝。目前焊前加熱所采用的方法是采用電子管式高頻感應(yīng)加熱，其加熱效率較低，電耗較高，體積也比較大。03226841.6號專利公開了“一種中頻感應(yīng)線圈”，本實用新型是對該專利線圈的一種改進(jìn)和完善。03226841.6號專利公開的線圈采用中頻感應(yīng)加熱線圈進(jìn)行加熱，它由可通過連接頭連接的加熱層、調(diào)節(jié)層構(gòu)成，其加熱效果較好，但由于沒有采取合理措施防止加熱層與調(diào)節(jié)層之間磁場的相互影響，外界雜散磁場或外界導(dǎo)磁物體對加熱磁場的影響，導(dǎo)致采用調(diào)節(jié)層線圈與加熱層線圈同繞向連接時復(fù)合鍋(煲)底被加熱部位溫度穩(wěn)定性差，且有隨機(jī)分布現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的旨在于提供一種在對復(fù)合金屬煲底進(jìn)行壓力焊接前加熱時使用的新型中頻感應(yīng)加熱線圈，它能使加熱層的磁場不易受外界磁場影響，加熱區(qū)溫度更加均勻、穩(wěn)定，調(diào)節(jié)溫度的力度更大、范圍更廣。
它包括加熱層1和調(diào)節(jié)層2，所述調(diào)節(jié)層2與加熱層1是兩個通過連接頭5連接的獨立線圈，圓心在同一軸線上，層間距為15-30毫米；所述加熱層1由處于內(nèi)圈的小頭3和處于外圍的大頭4構(gòu)成；小頭3線圈繞組采用空心銅管密繞二層，大頭4線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法；所述大頭4與小頭3串聯(lián)連接，繞向一致；調(diào)節(jié)層2的線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法，其每一圈均有抽頭，調(diào)節(jié)層2的線圈繞組每一圈或相鄰的幾圈均可以通過與各自抽頭相連的連接頭5與加熱層1的線圈相連；其特征在于在加熱層1的大頭線圈4的外圍設(shè)有一圈封閉的獨立同心短路圓環(huán)線圈7，該圓環(huán)線圈7與其它線圈沒有電的聯(lián)系，也不直接接觸；所述加熱層1的小頭3密繞成直徑不等的雙層圈線，靠近調(diào)節(jié)層2的那層線圈直徑較小，另外一層線圈直徑大。
由于增加了屏蔽層，使加熱層1和調(diào)節(jié)層2的線圈可以采用相同或者相反繞向接法，有效控制了磁漏和雜散磁場，避免加熱層磁場受外部磁場干擾；使磁場分布更加均勻，控制了加熱層溫度不偏移，克服了溫度隨機(jī)分布現(xiàn)象，保證了加熱效果和靈活調(diào)節(jié)，保證了重復(fù)加熱效果一致。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為加熱層線圈繞組剖面圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，它包括加熱層1和調(diào)節(jié)層2，所述調(diào)節(jié)層2與加熱層1的線圈繞組的繞向相反或者相同，二者圓心在同一軸線上，層間距以15-30毫米為佳；所述加熱層1由處于內(nèi)圈的小頭3和處于外圍的大頭4構(gòu)成；小頭3線圈繞組采用空心銅管密繞二層，大頭4線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法；所述大頭4與小頭3串聯(lián)連接，繞向一致；調(diào)節(jié)層2的線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法，其每一圈均有抽頭，調(diào)節(jié)層2的線圈繞組每一圈或相鄰的幾圈均可以通過與各自抽頭相連的連接頭5與加熱層1的線圈串聯(lián)；在加熱層1的大頭線圈4的外圍增加了一圈封閉的圓環(huán)線圈7(簡稱短路環(huán))，短路環(huán)是一個獨立的同心圓環(huán)，它與其他線圈沒有電的聯(lián)系，也沒有直接接觸關(guān)系，只有一個相對位置關(guān)系，即短路環(huán)與原線圈同圓心，直徑比大頭線圈4的外徑大20～30mm，平面位置可與加熱層1的大頭線圈4同一平面，也可處于加熱層1與調(diào)節(jié)層2之間。圓環(huán)線圈7由空心銅管繞制、焊接而成，銅管內(nèi)焊有一塊隔離片8，C1、C2進(jìn)出水口緊靠隔離片8焊接。冷卻水從C1(或C2)口進(jìn)沿著銅管繞圓心一周從C2(或C1)口出，圓環(huán)線圈7通水不通電。
圓環(huán)線圈7的主要作用是屏蔽漏磁場和雜散磁場，使加熱磁場穩(wěn)定，減小磁場隨機(jī)性漂移，使加熱磁場受外界磁場和外界導(dǎo)磁材料的影響較??；圓環(huán)線圈7還可以提高加熱效果一致性和加熱效率，使溫度隨機(jī)偏移現(xiàn)象大為減輕，在未加短路環(huán)以前，調(diào)節(jié)繞組2雖然在連接方式上可實現(xiàn)與加熱層1線圈同向連接(如0-A-a1-a5-B連接等)，但實際證明采用同向連接，溫度隨機(jī)漂移現(xiàn)象較為嚴(yán)重，所以實際工作中很少采用同向連接方式，一般都是采用反向連接方式(如O-A-a5-a3-B等)。因同向連接可提高位于被連接的調(diào)節(jié)繞組2某線圈正下方處的工件復(fù)合底9加熱面的溫度，所以放棄同向連接就不能直接提高工件復(fù)合底9加熱面某環(huán)狀部位的溫度，而是通過反向連接衰減其它部位溫度來間接提高該部位的溫度，還有在實際中我們發(fā)現(xiàn)加熱某些復(fù)合鍋(煲)底，只能采用同向連接方式，如在壓焊工藝中加熱鋁身煲復(fù)合底，希望顯著提高底部邊緣溫度，因為鋁導(dǎo)熱很快，復(fù)合煲(鍋)底9加熱完畢，在送往壓機(jī)途中煲(鍋)底邊緣熱量很快跑到鋁鍋(煲)身10去了，到壓機(jī)工位進(jìn)行壓焊時，邊緣溫度就會低于工藝要求值，影響壓焊品質(zhì)，所以增加短路環(huán)不但改善了溫度穩(wěn)定性，還使得調(diào)節(jié)繞組與加熱層繞組同向連接變得有實際意義，提高了加熱效率。
加熱層1中部位置的小頭3這個密繞的雙層線圈，繞成直徑不等的密繞的雙層圈線，靠近復(fù)合底9的那層線圈直徑大，大約在Φ100～Φ150mm之間，靠近調(diào)節(jié)層2的那層線圈直徑較小，大約在Φ50～Φ80mm之間，改進(jìn)小頭的目的是進(jìn)一步提高中部溫度的均勻性，減小中部溫度梯度。
在使用時，調(diào)節(jié)層2的線圈繞組每一圈或相鄰的幾圈均可以通過與各自抽頭相連的連接頭5與加熱層1的線圈串聯(lián)，而且線圈的繞向可以相同，也可以相反。如圖1中，中頻電源從O、B兩個連接端接入，調(diào)整連接頭5的連接點，使加熱層1線圈的A端與連接頭5的a1端相連、電流從a1端順序通過a2、a3、a4到達(dá)a5端，該接頭5的a5端與B端相連，從而形成O-A-a1-a2-a3-a4-a5-B端的中頻電源通路，調(diào)節(jié)層2的4個線圈全部接入(也可以O(shè)-A-a2-a3-a4-B通路調(diào)節(jié)層2的中間2個線圈接入等)現(xiàn)成加熱層1線圈與調(diào)節(jié)層2的線圈繞向相同連接方式；如果使加熱層1線圈的A端與連接頭5的a5端相連、電流從a5端順序通過a4、a3、a2到達(dá)a1端，接頭5的a1端與B端相連，從而形成O-A-a5-a1-B端的中頻電源通路，形成加熱層1線圈與調(diào)節(jié)層2的線圈繞向相反連接方式；調(diào)節(jié)層2的線圈繞組圈數(shù)在3-7匝較為合適。
本實施方式中，加熱層1與調(diào)節(jié)層2的線圈采用矩形或圓形空心紫銅管繞制而成，結(jié)構(gòu)為二層平面同心圓線圈、上下同軸排列，加熱層1的線圈繞組在下面、調(diào)節(jié)層2線圈繞組在上面，層間距以15-30毫米為佳，二者線圈繞組串聯(lián)。使用由該中頻感應(yīng)加熱線圈制成的加熱器時，加熱層1靠近被加熱的復(fù)合底，調(diào)節(jié)曾2則在較遠(yuǎn)的另一端。
所述小頭3是一個密致的雙層線圈靠近復(fù)合底9的那層線圈直徑大，大約在Φ100～Φ150mm之間，靠近調(diào)節(jié)層2的那層線圈直徑較小，大約在Φ50～Φ80mm之間，小頭3采用8×8×1.5或Φ8×1.5等規(guī)格的空心銅管繞制而成，處于外圍大頭4由10×10或14×14等規(guī)格的空心銅管繞制而成，處于大頭4外圍的短路環(huán)7由10×10或10×14等規(guī)格的銅管繞制焊接而成，銅管內(nèi)焊有一塊隔離片8，c1、c2進(jìn)出水水口角緊靠隔離片8焊接。
本實用新型的中頻感應(yīng)加熱線圈可以改善對不同幾何形狀的復(fù)合金屬加熱溫度均勻性。由于不同材質(zhì)和幾何形狀的復(fù)合底其導(dǎo)磁系數(shù)和阻抗都不一樣，在加熱時有的邊沿過熱或過冷，有的中部過熱或過冷，通過調(diào)節(jié)線圈控制磁場的分布和密度可以達(dá)到較均勻加熱的目的。因為在調(diào)節(jié)層2線圈與加熱層1線圈繞向相反連接方式時，它產(chǎn)生的合磁場可以衰減加熱有用磁場，反之則增強(qiáng)加熱有用磁場；另一方面，調(diào)節(jié)層2與加熱層1的間距和每層線圈的排列密度也對加熱均勻性有影響。加熱層1線圈主要適合在單相電壓1KV以下、頻率為20KHz以下的中頻環(huán)境中工作，可以用來加熱Φ80-Φ500的不銹鋼(鐵)復(fù)合金屬煲(鍋)底及在該加熱面積范圍內(nèi)的各種異型復(fù)合底，如橢圓、方形等。
由于增加了圓環(huán)線圈，使加熱層1和調(diào)節(jié)層2的線圈可以采用相同或者相反繞向接法，有效控制了磁漏和雜散磁場，避免加熱層磁場受外部磁場干擾；使磁場分布更加均勻，控制了加熱層溫度不偏移，克服了溫度隨機(jī)分布現(xiàn)象，保證3加熱效果和靈活調(diào)節(jié)，保證了重復(fù)加熱效果一致。由于改進(jìn)了小頭線圈3，進(jìn)一步提高了中部溫度的均勻性，減小了中部溫度梯度。
權(quán)利要求1.一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈，它包括加熱層(1)和調(diào)節(jié)層(2)，所述調(diào)節(jié)層(2)與加熱層(1)是兩個通過連接頭(5)連接的獨立線圈，圓心在同一軸線上；所述加熱層(1)由處于內(nèi)圈的小頭(3)和處于外圍的大頭(4)構(gòu)成；小頭(3)線圈繞組采用空心銅管密繞二層，大頭(4)線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法；所述大頭(4)與小頭(3)串聯(lián)連接；所述調(diào)節(jié)層(2)的線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法，其每一圈均有抽頭，調(diào)節(jié)層(2)的線圈繞組每一圈或相鄰的幾圈均可以通過與各自抽頭相連的連接頭(5)與加熱層(1)的線圈相連，其特征在于所述加熱層(1)的大頭線圈(4)的外圍設(shè)有一圈封閉的獨立同心短路圓環(huán)線圈(7)，該圓環(huán)線圈(7)與其它線圈沒有電的聯(lián)系，也不直接接觸；所述加熱層(1)的小頭(3)密繞成直徑不等的雙層圈線，靠近調(diào)節(jié)層(2)的那層線圈直徑較小，另外一層線圈直徑大。
2.如權(quán)利要求1的一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈，其特征在于所述圓環(huán)線圈(7)直徑比大頭線圈(4)的外徑大20～30mm，平面位置與加熱層(1)的大頭線圈(4)同一平面。
3.如權(quán)利要求1的一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈，其特征在于所述圓環(huán)線圈(7)直徑比大頭線圈(4)的外徑大20～30mm，平面位置處于加熱層(1)與調(diào)節(jié)層(2)之間。
4.如權(quán)利要求1或2或3的一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈，其特征在于所述圓環(huán)線圈(7)由空心銅管繞制、焊接而成，銅管內(nèi)焊有一塊隔離片(8)，進(jìn)出水口C1、C2緊靠隔離片(8)焊接；所述加熱層(1)的小頭(3)靠近調(diào)節(jié)層(2)的那層線圈直徑在Φ50～Φ80mm之間，另外一層線圈直徑在Φ100～Φ150mm之間。
專利摘要一種新型中頻感應(yīng)加熱線圈，包括線圈繞組圓心在同一軸線上的加熱層和調(diào)節(jié)層，加熱層由處于內(nèi)圈的小頭和處于外圍的大頭構(gòu)成；小頭線圈繞組采用空心銅管密繞二層，大頭線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法，大頭與小頭串聯(lián)連接，繞向一致；調(diào)節(jié)層的線圈繞組采用空心銅管同心圓繞法，其每一圈均有抽頭，調(diào)節(jié)層的線圈繞組每一圈或相鄰的幾圈均可以通過與各自抽頭相連的連接頭與加熱層的線圈相連，加熱層的大頭線圈的外圍設(shè)有一圈與其它線圈沒有電的聯(lián)系、也不直接接觸的封閉的獨立同心短路圓環(huán)線圈；加熱層的小頭密繞成直徑不等的雙層圈線。它有效控制了磁漏和雜散磁場，使磁場分布更加均勻，加熱層溫度不偏移，調(diào)節(jié)靈活，重復(fù)加熱效果一致。
文檔編號H05B6/36GK2812481SQ20052005063
公開日2006年8月30日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
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